关于Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶形成机制的一些思考

Fe-C(H)系高温高压金刚石多晶在合成片上呈成堆聚集状、不均匀分布.多晶中的金刚石晶粒多为八面体晶形、随机定向、大小无规律,表面发育"锯齿状"生长台阶,普遍发育塑性形变等缺陷.多晶中的金刚石晶粒间接触界线清晰、呈突变状.无论是利用品体成核、还是晶体长大理论都只能解释多晶中存在的部分现象.利用碳原子配位四面体生长基元模型分析多晶的形成机制值得探索.深入分析Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多晶的形成机制不但有利于改善金刚石合成的工艺、提高合成金刚石多晶的品级.而且有利于为人们探讨天然金刚石多晶的形成机制及其深部意义提供科学线索.     

钻进用金刚石多晶体的结构类型

在研究国内外不同厂家的１０种金刚石多晶产品的成分、相组成、显微结构的基础上对目前实用的钻进用金属石多晶体进行了分类。目前钻进用金刚石多晶体产品主要有Ｄ－Ｃｏ（Ｄ表示金刚石），Ｄ－Ｓｉ和Ｄ－Ｓｉ－Ｔｉ三个系列。根据结构可分为金属陶瓷型（再结晶型）和陶瓷型两类。Ｄ－Ｃｏ为金属陶瓷型，Ｄ－Ｓｉ和Ｄ－Ｓｉ－Ｔｉ为陶瓷型。金属陶瓷型多晶体的粘结相是金属或合金，金刚石颗粒之间通过聚集再结晶连成连续的网状骨架，     

论金刚石的成因和成矿作用及找矿方向

金刚石是自然界最稀缺、最珍贵的特种矿产,是碳元素在特定的地质环境、极高的温压条件下形成的结晶体。本文系统总结了近年来世界各国金刚石成因研究方面所取得的最新重要成果,着重论述了金刚石形成的物质基础,形成金刚石的热动力条件,金刚石的生长和演化,金刚石的成因模式,金钢石源岩的类型,金刚石的保存及成矿作用和找矿方向。     

国外人造金刚石的发展情况及钻头研制的新进展

文中综述了世界金刚石的生产情况,分析了人造金刚石产量增长的原因,介绍了国外在人造金刚石合成技术、金刚石的提纯、提高金刚石强度的方法,以及钻头用金刚石的粒度和钻头设计等方面的最新进展.     

超高压金刚石研究的新进展

从金刚石单晶的生长、同位素金刚石及非金属触媒三个方面对目前金刚石研究状况作了介绍。     

扬子克拉通西部砂矿型金刚石多晶的微成分、微结构

<正>扬子克拉通西部(沅水流域)作为我国最重要的金刚石砂矿产地之一,倍受研究人员的高度关注。长期以来,由于与其母岩相关研究的不系统性及难度致使该地区金刚石的成因研究、找矿工作难于取得突破。近年来,研究人员注意到,金刚石多晶对于研究金刚石的结晶、生长环境、成因及其深部制约具有重要的指示意义。基于此,与扬子克拉通西部砂矿型金刚石多晶相关的研究开始受到重视。根据扬子克拉通西部砂矿型金刚石多晶的晶体形态特征,可将其划分为两种基本类型,即刻面状和浑     

钻进用金刚石多晶体的结构类型

在研究国内外不同厂家的10种金刚石多晶产品的成分、相组成、显微结构的基础上对目前实用的钻进用金刚石多晶体进行了分类。目前钻进用金刚石多晶体产品主要有D－Co（D表示金刚石），D－Si和D－Si－Ti三个系列。根据结构可分为金属陶瓷型（再结晶型）和陶瓷型两类。D－Co为金属陶瓷型，D－Si和D—Si－Ti为陶瓷型。金属陶瓷型多晶体的粘结相是金属或合金，金刚石颗粒之间通过聚集再结晶连成连续的网状骨架，粘结相分布于颗粒之间的空隙处（再结晶型则有较多的孔隙），陶瓷型多晶体的粘结相为碳化物，金刚石颗粒靠粘结相粘结在一起，粘结相连续分布。多晶体中普遍存在石墨相。     

人造卡邦金刚石生长特性

人造卡邦金刚石生长受成压力、温度等条件的直接影响，从触媒金属向石墨中浸渍，石墨向金刚石结构转化、金刚石子晶生长三个方面讨论了人造卡邦金刚石的生长特性，根据人造卡邦金刚石生长规律，研究用不同的工艺方法，设计生长具有不同特点和用途的人造卡邦金刚石聚晶体。     

上地幔的氧逸度与金刚石的成因

过去认为温度和压力对金刚石的形成起着主要的控制作用,现在研究证实除了温度和压力外,氧逸度在金刚石的形成过程中同样起着不可缺少的作用。本文收集总结了国内外在这方面研究的最新成果,包括上地幔的氧逸度及其测定方法,形成金刚石的碳的来源、金刚石形成时的流体状态、金刚石的最新成因模式、氧逸度与金刚石的保存等等。最后认为岩石圈的底部,即氧化还原状态变化较大的岩石圈—软流圈的结合处是最有利于天然金刚石形成的部位。这一点已被天然金刚石包裹体的研究所证实。     

带保护层新型金刚石复合片的研究

新型复合片由保护层、多晶金刚石层和硬质合金层组成，保护层厚度为0.2—0.3mm。该复合片的抗冲击和耐磨性能比普通复合片分别提高80％和20％。新型复合片制造的钻头在7级破碎地层中钻进平均进尺达116.73m，比普通复合片钻头提高一倍以上。     

人造金刚石合成工艺

不断提高金刚石质量与粒度是金刚石行业是一个永恒课题，是行业发展的灵魂。有关金刚石研究在热力学方面已很充分，在动力学方面，与其说是理论问题，还不如说是实现这些理论的技术问题。合成工艺的进一步发展，必须将产品结构、合成工艺、高压设备、模具及原材料综合考虑，即作为系统工程来考虑。     

提高人造金刚石单晶质量

从设备的更新，原材料质量的提高，人造金刚石合成工艺的改进等方面，对如何提高金刚石单晶质量进行了探讨。     

澳大利亚金刚石的成因类型及产地来源特征综述

对已经发表的数十篇关于澳大利亚金刚石的英文文献进行了梳理,从其金刚石的品质、颜色类型、形态及表面特征、生长结构及微量元素、包裹体、C同位素等方面探索了澳大利亚不同区域金刚石可能存在的产地来源特征.研究显示,澳大利亚金刚石可分为岩石圈地幔成因、超深地幔成因和俯冲环境来源等成因类型;大部分澳大利亚金刚石都因经历过强烈的晶格变形或熔蚀作用而晶体圆化,但不同产地来源的金刚石在颜色组合、橄榄岩型和榴辉岩型金刚石比例、C同位素组成特征等方面存在一定差异.上述结果表明,总体上,澳大利亚不同区域金刚石具有一定的产地来源个性,但无法简单确认澳大利亚金刚石“整体”的产地来源特征;只有结合成因来源进行分析,才能够较深入地理解不同区域金刚石的特征组合及其意义,从而为理解其产地来源的特殊性提供帮助.     

金刚石的不纯净组分与地幔流体的研究

金刚石生长阶段所捕虏的不纯净组分，能够提供大量地幔流体的信息。本文从金刚石的成因研究，表征地幔流体的固体包裹体、流体包裹体及流体的制药因素等方面讨论了金刚石不纯净组分与地幔流体的关系。     

金刚石工具在钢筋混凝土结构修复改造中的应用与研究现状

我国正处于钢筋混凝土结构应用与发展的大规模新建与修复改造并重阶段。为对钢混结构进行局部或整体的拆除与修复改造,传统机械破碎与爆破拆除方式存在施工效率低、安全隐患大和环境污染严重等问题,而利用金刚石工具对其进行静力切割拆除的施工方法在近年来得到迅速发展。目前,在钢混结构拆除与修复改造施工中应用最多的金刚石工具为金刚石薄壁钻头、金刚石锯片和金刚石绳锯。本文对上述3类金刚石工具在钢混结构修复改造施工中的应用现状、钻进与锯切机理、制造技术和施工工艺等研究现状进行了总结与分析,在此基础上指出了其可能的研究趋势与发展方向。研究成果可为金刚石工具在工民建和部分特殊领域的广泛应用提供技术参考。     

不同地层钻进用金刚石钻头分析研究

在钻探工程中,特别是深孔钻进中,常常遇到各种复杂情况,例如,遇到坚硬裂隙性地层钻进问题,空气泡沫洗井时钻头冷却问题,钻孔和岩心保径问题,等等。这些复杂情况的解决几乎均与钻头的技术特性和工作能力有关。应从钻头方面进行研究、采取对策,以便提高钻探工程的技术经济指标。俄罗斯专家在解决上述有关问题时在可以使用的钻头方面进行了很多的研究,取得了一定的成果,包括坚硬裂隙性岩石钻进用金刚石钻头、压缩空气（泡沫）洗井用金刚石钻头、保径金刚石钻头等。本文介绍了这几种获专利技术的金刚石钻头的结构、工作原理及优点,可供我国研究和借鉴。     

国内外金刚石钻头的部分技术进展

收集和介绍了一些国内外金刚石钻头技术研究的发展前沿,从新材料新工艺的应用、新设计思路、先进设计手段等方面对金刚石钻头设计和制造技术的最新进展加以论述,可为国内金刚石钻头的设计制造提供参考。     

纳米金刚石钻头试验研究

纳米技术（nanotechnology）是近年来发展起来的一种新技术,许多国家都在研究这种新技术及其应用。俄罗斯研制出了用爆炸法生产纳米金刚石的成套设备。乌克兰生产出了纳米金刚石。乌克兰超硬材料研究所设计出了纳米金刚石钻头,并进行了实验台试验。试验结果表明,纳米金刚石钻头是一种很有前景的破碎岩石工具,可以取得很好的技术经济效益,在地质勘探和采矿工业中应用前景广阔。建议我国加强对纳米金刚石钻头的研究并推广使用。     

卵砾石地层钻探用大直径加强型金刚石钻头的研制

采用不同于常规金刚石钻头的设计理念,选用高强度金刚石及耐磨金刚石聚晶体,对普通金刚石钻头胎体配方进行了改进,对常规金刚石钻头的烧结工艺参数作了适当的调整,试制出大直径加强型金刚石钻头。该钻头在耐磨性、抗冲击韧性及保径等方面较常规金刚石钻头显现出较大优势。在不改变常规钻进参数的情况下,较好地解决了卵砾石、破碎地层钻头寿命短、钻进速度慢、钻头易过早损坏等问题,可供类似的地层钻探施工选用。     

深部钻探金刚石钻头设计思路

针对深部钻探特点,从金刚石钻头类型、胎体设计、金刚石参数设计、钻头结构及热压参数等方面进行了分析研究,提出了深部钻探金刚石钻头的设计思路。在多个深孔钻探的应用中取得了良好的效果。本文总结的深孔金刚石钻头设计与使用体会,可为钻头研究人员提供一定的借鉴,同时对广大钻探工程技术人员合理选择、使用金刚石钻头具有一定的指导意义。